自抗擾精密跟蹤運動控制器的設計

　　4．2 切削試驗

　　切削試驗所用活塞試件材料為硬鋁(2A80)，橢圓度分別為0．2、0．4、0．6、0．8mm，刀具材料為硬質合金(YT3)。分別在主軸轉速800、l 000、1 200、1 400 r/min，切削深度0．05、0．1、0．2、0．3mm，進給量0．05、0．1 mm／r條件下，進行了多次正交切削試驗。

　　上述各種切削試驗中刀具跟蹤運動誤差控制在5μm以內。圖5給出了主軸轉速1 200 r／min，進給量0．05 mm/r，切深分別為0．05、0．1和0．2mm時刀具跟蹤運動誤差。在實驗過程中發(fā)現，跟蹤誤差隨切削深度的增加而略有增加，但所加工活塞的橢圓度對誤差范圍的影響很小，因此，在加工大橢圓度活塞時將獲得很好的相對誤差值。

　　切削試驗結果表明，所設計的自抗擾精密跟蹤控制器能抵抗非線性變化的切削力的影響，跟蹤精度能滿足加工要求。但是，與仿真分析結果不同，切削時刀具跟蹤運動的誤差曲線包含許多毛刺，這是由于光柵反饋分辨率為0．5／μm，從而造成誤差曲線跳變，同時也影響了跟蹤精度；此外，DSP的定點運算功能限制了參數的取值和運算精度，從而也降低了跟蹤控制精度。

　　5 結 論

　　 本文將自抗擾控制技術應用于非圓數控車削中的快速伺服刀架控制。通過對執(zhí)行機構建模和分析，設計出自抗擾控制器。在Matlab仿真試驗中，自抗擾控制在抗干擾性與魯棒性上，均優(yōu)于傳統(tǒng)的PID控制方法。活塞切削實驗結果表明，應用該控制算法，加工精度可達5／μm。目前，中國的數控非圓車削機床，加工精度一般在1 0 μm左右，國外進口機床加工精度雖然可達5μm以內，但價格昂貴。因此，本文進行的此項研究，將具有很大的應用價值。